10。2,进出水流道10,2、2、有关试验研究表明。进水流道的设计 主要问题是要保证其出口流速和压力分布比较均匀。为此,要求进水流道型线平顺 各断面面积沿程变化均匀合理、且进口断面处流速宜控制不大于1。0m s、以减小水力损失、为水泵运行提供良好的水流条件,5,有关试验资料表明.在水泵叶片安装角相同的情况下.无论是肘形进水流道或钟形进水流道.当进口上缘、顶板延长线与进口断面的延长线的交点 的淹没水深大于0。35m时.基本上未出现局部漩涡 当淹没水深在0,2m,0,3m时 流道进口水面产生时隐时现的漩涡、有时涡带还伸入流道进口内,但此时对水泵性能的影响并不大 机组仍能正常运行.当淹没水深在0.1m。0、18m时。进口水面漩涡出现频繁,当淹没水深为0.06m时 漩涡剧烈。并夹带大量空气进入流道,致使水泵运行不稳,噪声严重,因此,本标准规定进水流道进口上缘的最小淹没水深为0。5m,即应淹没在进水池最低运行水位以下至少0 5m、10.2,3.肘形进水流道是目前国内外采用最广泛的一种流道形式。如国内的两座大型轴流泵站,水泵叶轮直径分别为4、5m和4。0m。配套电动机功率分别为5000kW和6000kW、都是采用这种流道形式 经多年运行检验.情况良好 泵站肘形进水流道形状见图4,我国部分泵站肘形进水流道的设计成果。有些经过装置试验验证。见表12 表13 由表13可知.多数泵站肘形进水流道H。D.1 5。2、2 B、D。2。0 2。5.L、D.3,5、4,0、hk,D、0.8 1,0.R0.D.0 8,1、0。D为水泵叶轮直径 由于肘形进水流道是逐渐收缩的。流道内的水流状态较好。水力损失较小.但不足之处是其底面高程比水泵叶轮中心线高程低得较多。造成泵房底板高程较低,致使泵房地基开挖较深、需增加一定的工程投资,进水流道的进口段底面一般宜做成平底,为了抬高进水池和前池的底部高程.降低其两岸翼墙的高度.减少地基土石方开挖量和混凝土工程量、亦可将进水流道进口段底面向进口方向上翘,即做成斜坡面形式,根据我国部分泵站的工程实践,除有些泵站进水流道进口段底面做成平底外,多数泵站进水流道的进口段底面上翘采用7。11,见表13,因此、本标准规定进水流道进口段底面上翘角不宜大于12 关于进口段顶板仰角.我国多数泵站的进水流道采用20,28,也有个别泵站采用32,见表13。因此.本标准规定进水流道进口段顶板仰角不宜大于30,钟形进水流道也是一种较好的流道形式、根据国内采用钟形进水流道的泵站装置试验资料。与肘形进水流道相比 钟形进水流道的平面宽度较大、B.D值一般为2,5 2 8,而高度较小。H,D值一般为1 1 1 4。这样可提高泵房底板高程 减少泵房地基开挖深度。机组段间需填充的混凝土量也较少、因而可节省一定的工程量.泵站钟形进水流道形状见图5.图中.D1,D。0 97.H,D。1。1、1,4.B,D 2,5、2。8.L D大于3。5。DL,D,1、4,hk.D,0、4 D为水泵叶轮直径。簸箕形进水流道降低了进水流道的高度,靠近叶轮处收缩量大 流道形状见图6。簸箕形进水流道的进口段尺寸与钟形进水流道比较接近.但对宽度的要求没有钟形进水流道那样严格 不易产生涡带 图6中标注的尺寸为美国国家标准ANSI,HI 9 8,2012,Rotodynamic、pumps、for,pump,intake、design。中推荐的,Stork.type。FSI,即簸箕形进水流道的吸水室尺寸。供设计参考,根据试验研究.簸箕形进水流道的宽度较肘形进水流道的大。是为了方便一部分水流绕至喇叭口两侧及后部进入喇叭管。但簸箕形进水流道宽度比钟形进水流道小,是因为流道内部不像钟形流道那样容易产生涡带.簸箕形进水流道的吸水室中宜设中隔板。一是为了泵站结构方面的需要,二是为了阻隔可能发生的水下涡带,中隔板的厚度对水流有一定的影响,但从防涡的角度来看,对中隔板的厚度没有特殊的要求 因此,在施工条件允许的情况下尽可能减薄,各种进水流道的主要尺寸需根据水泵的结构和外形尺寸。结合泵房布置确定,应用于小型泵站时 还应考虑施工的方便性,10,2,5.出水流道布置对泵站的装置效率影响较大、因此流道的型线变化应比较均匀 为了减少水力损失,出口流速应控制在1.5m s以下。当出口装有拍门时,可控制在2。0m,s,如果水泵出水室出口处流速过大.宜在其后面直至出水流道出口设置扩散段。以降低流速,扩散段的当量扩散角不宜过大.一般取8.12,较为合适.4,由于大中型泵站机组功率较大、如出水流道的水力损失稍有增大.将使电能有较多的消耗.因此常将出水流道的出口上缘 顶板延长线与出口断面的延长线的交点,淹没在出水池最低运行水位以下0,3m、0、5m,7,当流道宽度较大时 为了减小出口拍门或快速闸门的跨度,常在流道中间设置隔水墩,有关试验资料表明 如果中隔墩布置不当、将影响分流效果、使出流分配不均匀.增加出水流道的水力损失、因此 中隔墩起点位置距水泵出水室宜远一点.待至水泵出流流速较均匀处再分隔为好,一般中隔墩起点位置与机组中心线距离不应小于水泵出口直径的2倍。10 2,6、泵站的断流方式主要有拍门断流。快速闸门断流、止回.蝶。阀断流.虹吸管配真空破坏阀断流等多种.应根据出水流道,管道。布置,出水池的水位变幅.水泵机型、泵站扬程等因素,经技术经济比较后确定、10、2 7 直管式出水流道进口与水泵出水室相连。然后沿水平方向或向上倾斜至出水池 为了便于机组启动和排除管内空气 在流道出口常采用拍门或快速闸门断流,并在门后管道较高处设置通气孔。以减少水流脉动压力 机组停机时还可向流道内补气、避免流道内产生负压.减少关闭拍门时的撞击力,改善流道和拍门的工作条件 10 2,8,虹吸式出水流道的进口与水泵出水室相连 出口淹没在出水池最低运行水位以下,中间较高部位为驼峰、并略高于出水池最高运行水位.在满足防洪要求的前提下。出口可不设快速闸门或拍门、在正常运行工况下、由于出水流道的虹吸作用,其顶部出现负压.停机时、需及时打开设在驼峰顶部的真空破坏阀、使空气进入流道而破坏真空 从而切断驼峰两侧的水流 防止出水池的水向水泵倒灌,使机组很快停稳。根据工程实践经验 驼峰顶部的真空度一般应限制在7m、8m水柱高 因此本标准规定驼峰顶部的真空度不应超过7 5m水柱高 驼峰断面的高度对该处的流速和压力分布均有影响、如果高度较大。断面处的上下压差就会很大。工程实践证明 在尽量减少局部水力损失的情况下、压低驼峰断面的高度是有好处的.一方面可加大驼峰顶部流速。使水流夹气能力增加 并可减小该断面处的上下压差,另一方面可减少驼峰顶部的存气量、便于及早形成虹吸和满管流.而且还可减小驼峰顶部的真空度、从而增大适应出水池水位变化的范围.因此驼峰处断面宜设计成扁平状。10,2。11,根据南水北调东线一期泵站工程的研究成果,灯泡贯流泵采用灯泡后置.竖井贯流泵采用竖井前置的效率比反过来布置要高 轴伸贯流泵的轴伸前置还是后置。差别不大、斜式布置的水泵.应用较多的是斜15,30。45.三种。
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